1、說 明 書 摘 要 本發明公開了一種具有抗菌防霉性能的工程橡膠材料及其制備工藝，屬于橡膠材料技術領域，該工程橡膠材料由三元乙丙橡膠、促進劑M、硬脂酸、石蠟、碳黑N550、碳黑N330、石蠟油、促進劑、促進劑TRA 、促進劑BZ、促進劑TMTD、防老劑、納米抗菌劑、硫磺構成；利用上述材料通過制備合煉膠、混煉、測試半成品膠料的硫化時間、選擇最佳硫化時間將混煉的膠料裝入模腔內硫化成型，即可制備成抗菌止水帶橡膠成品。利用上述材料制成的橡膠成品耐老化性能大大提高，延緩了霉菌對材料的腐蝕，從而使橡膠分子鏈在較寬的自然環境范圍下仍然保持橡膠材料的柔順性、較高的抗張強度和彈性，提高了產品的使用壽命。 權 利

2、要 求 書 1、一種具有抗菌防霉性能的工程橡膠材料，由下列重量份的組分構成：三元乙丙橡膠 250、 ZnO 1015、促進劑M 2.53.5、硬脂酸 2.53.5、 石蠟 1.01.5、 碳黑N550 140160、碳黑N330 6575、石蠟油 110140、 促進劑CZ 4.04.5、促進劑TRA 1.52.0 、促進劑BZ 0.91.2、促進劑TMTD 1.01.5、防老劑RD 3.54.0、納米抗菌劑 6.08.0、硫磺 1.21.8。 2、利用權利要求1所述的一種具有抗菌防霉性能的工程橡膠材料制備抗菌止水帶橡膠的方法包括下列步驟：第一步：合煉膠將稱量好的三元乙丙橡膠（EPDM）、碳黑

3、N550和碳黑N330、各三分之一重量份的ZnO和硬脂酸投入密煉機中，在130±10的密煉溫度下密煉，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后，再加入二分之一重量份的硫磺等進行混煉形成合煉膠。第二步：混煉將合煉膠以及稱量好的各三分之二重量份的ZnO和硬脂酸和石蠟油、納米抗菌劑、二分之一重量份的硫磺和促進劑、防老劑RD、石蠟及石蠟油，再次投入密煉機中，在90100的密煉溫度下，在料倉中搗勻，時間為35min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通2-3次，薄通輥距調整為0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度為6-10mm，待無氣泡再下片；第

4、三步：測試半成品膠料的硫化時間；第四步：選擇最佳硫化時間進行橡膠制品的硫化將混煉的膠料裝入模腔內，溫度175±5，時間7±1min,壓力10-15MPa的平板硫化機上進行壓模成型，制備成抗菌止水帶橡膠成品。3、利用權利要求1所述的一種具有抗菌防霉性能的工程橡膠材料制備抗菌防霉盾構管片彈性密封墊的方法包括下列步驟：第一步：合煉膠將稱量好的三元乙丙橡膠（EPDM）、碳黑N550和碳黑N330、各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蠟油投入密煉機中，在130±10的密煉溫度下密煉，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后，再加入三分之一重

5、量份的硫磺等進行混煉形成合煉膠。第二步：混煉將合煉膠以及稱量好的各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蠟油、納米抗菌劑、三分之二重量份的硫磺和促進劑，再次投入密煉機中，在90100的密煉溫度下，在料倉中搗勻，時間為35min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通2-3次，薄通輥距調整為0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度為6-10mm，待無氣泡再下片；第三步：測試半成品膠料的硫化時間；第四步：選擇最佳硫化時間進行橡膠制品的擠出硫化將混煉好的膠片裁切成長條，放入機筒口擠出硫化。微波硫化橡膠流水線使用前將溫度調整為：機頭70±5，機筒擠出段65±5，機筒塑化段60

6、±5，螺桿溫度55±5；熱風硫化溫度：一段230±5，二段210±5，三段210±5，四段200±5，待設定參數達到要求后，將裁好的膠料放入機筒口擠出硫化，制備成抗菌防霉盾構管片彈性密封墊成品。 說 明 書 一種具有抗菌防霉性能的工程橡膠材料及其制備工藝技術領域本發明屬于橡膠材料技術領域，具體地講涉及一種具有抗菌防霉性能的工程橡膠材料及其制備工藝。背景技術工程橡膠材料是指使用于地下工程管道中的連接密封接縫，基建工程的混凝土現澆時設有的永久性變形縫以及適用于地鐵、隧道、涵洞、水利等工程中的具有高彈性的密封橡膠止水帶所使用的橡膠材料。使用

7、于工程中的密封接縫、永久性變形縫、止水帶等橡膠產品多處于潮濕及高、低溫環境中，而由于各種原因導致從橡膠材料的內部析出或噴出配合劑，在上述環境中因霉菌或霉菌絲的侵蝕而產生物理穿透，從而導致橡膠產品使用壽命大大縮短，并對基建工程產生嚴重影響。通過觀察、研究和分析發現，導致橡膠產品的配合劑從橡膠材料的內部噴出或析出的原因為：第一，制備橡膠產品時包括促進劑、硫化機、防老劑等在內的各種配合劑用量超過橡膠的溶解度，也就是超過所允許的最大限度的使用量時，配合劑可能噴出橡膠表面。第二，配合劑的溶解度是隨溫度而變化的溫度低時其溶解度降低，反之升高：因此，在較高溫條件下制備的橡膠產品，在低溫環境中會有配合劑析出或

8、噴出。其三，橡膠材料是線形長分子，硫化后分子交聯成網狀結構橡膠材料在使用過程中，當局部受到壓力或擠壓拉伸時，會產生應力集中導致橡膠分子伸張或壓縮變形，因此配合劑會在應力集中的區域發生噴出現象。其四，也是導致配合劑從橡膠材料內部噴出或析出的最主要的原因是橡膠材料的老化所致因為橡膠老化后其長分子或是網狀結構分子的鍵斷裂，分子量減少，吸附和束縛住配合劑微粒的能力降低，故易于析出表面。當配合劑從橡膠產品內部噴出或析出后，在高溫、潮濕的環境中產生霉菌，則會使橡膠產品的耐老化性能會進一步降低。通過實驗測試，目前所使用的密橡膠封接縫經過在70×168h后，其拉伸強度由17MPa降至13MPa, 顯

9、然其出現老化，導致其柔韌性能同時變差，。上述產品裸露在施工外部的部分，因出現霉菌而影響其外觀。發明內容本發明的目的就是提供一種抗老化、能夠有效避免在高溫和潮濕環境下不發生霉變的工程橡膠材料及其制備工藝。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：工程橡膠材料，由下列重量份的組分構成：三元乙丙橡膠 250、 ZnO 1015、促進劑M 2.53.5、硬脂酸 2.53.5、 石蠟 1.01.5、 碳黑N550 140160、碳黑N330 6575、石蠟油 110140、 促進劑CZ 4.04.5、促進劑TRA 1.52.0 、促進劑BZ 0.91.2、促進劑TMTD 1.01.5、防老劑RD 3.54

10、.0、納米抗菌劑 6.08.0、硫磺 1.21.8。 利用上述材料制備抗菌止水帶橡膠的方法包括下列步驟：第一步：合煉膠將稱量好的三元乙丙橡膠（EPDM）、碳黑N550和碳黑N330、各三分之一重量份的ZnO和硬脂酸投入密煉機中，在130±10的密煉溫度下密煉，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后，再加入二分之一重量份的硫磺等進行混煉形成合煉膠。第二步：混煉將合煉膠以及稱量好的各三分之二重量份的ZnO和硬脂酸和石蠟油、納米抗菌劑、二分之一重量份的硫磺和促進劑、防老劑RD、石蠟及石蠟油，再次投入密煉機中，在90100的密煉溫度下，在料倉中搗勻，時間為

11、35min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通2-3次，薄通輥距調整為0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度為6-10mm，待無氣泡再下片；第三步：測試半成品膠料的硫化時間；第四步：選擇最佳硫化時間進行橡膠制品的硫化將混煉的膠料裝入模腔內，溫度175±5，時間7±1min,壓力10-15MPa的平板硫化機上進行壓模成型，制備成抗菌止水帶橡膠成品。利用上述材料制備抗菌防霉盾構管片彈性密封墊的方法包括下列步驟：第一步：合煉膠將稱量好的三元乙丙橡膠（EPDM）、碳黑N550和碳黑N330、各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蠟油投入密煉機中，在130±1

12、0的密煉溫度下密煉，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后，再加入三分之一重量份的硫磺等進行混煉形成合煉膠。第二步：混煉將合煉膠以及稱量好的各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蠟油、納米抗菌劑、三分之二重量份的硫磺和促進劑，再次投入密煉機中，在90100的密煉溫度下，在料倉中搗勻，時間為35min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通2-3次，薄通輥距調整為0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度為6-10mm，待無氣泡再下片；第三步：測試半成品膠料的硫化時間第四步：選擇最佳硫化時間進行橡膠制品的擠出硫化將混煉好的膠片裁切成長條，放入機筒口擠出硫

13、化。微波硫化橡膠流水線使用前將溫度調整為：機頭70±5，機筒擠出段65±5，機筒塑化段60±5，螺桿溫度55±5；熱風硫化溫度：一段230±5，二段210±5，三段210±5，四段200±5，待設定參數達到要求后，將裁好的膠料放入機筒口擠出硫化，制備成抗菌防霉盾構管片彈性密封墊成品。 具體實施方式下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明。制備抗菌止水帶橡膠的實施例14：實施例1 第一步：配料并合煉膠稱取250公斤的EPDM、140公斤的碳黑N550、75公斤的碳黑N330、5.0公斤的氧化鋅、1.2公斤的硬脂酸、0.

14、9公斤的硫磺和138公斤的石蠟油投入密煉機中，密煉溫度控制在140，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后形成合煉膠；第二步：混煉將合煉膠以及9.5公斤的氧化鋅、1.2公斤的石蠟、2.3公斤的硬脂酸、0.8公斤的硫磺、8.0公斤的納米抗菌劑、3.0公斤的促進劑M、4.0公斤的促進劑CZ、1.8公斤的促進劑TRA、1.0公斤的促進劑BZ、1.2公斤的促進劑TMTD、3.5公斤的防老劑RD再次投入密煉機中，密煉溫度為90，在料倉中搗勻時間為5min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通2次，薄通輥距調整為0.6mm，然后下片，下片厚度為6mm，待無

15、氣泡再下片，并取檢驗試片做性能測試，待檢驗合格后進行硫化。第三步：半成品物理性能測試結果 項目試驗編號硫化條件拉伸強度MPa扯斷伸長率 %硬度 邵爾A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.816.314.2590595580626263老化后14.815.713.9520586540646163175×7min老化前16.217.015.8586618575605460老化后14.615.913.8509531479626163171×9min老化前15.816.215.2560590518636060老化后14.614.813.4530

16、510460646163自然空氣中（放置2個月，目測）1#略有噴出物，2#良好，3#噴出明顯通過以上測試結果可以看出：2#配方為最佳配比，硫化條件為175×7min。第四步：橡膠制品的硫化將混煉合格的膠料裝入模腔內，溫度175，時間7min,壓力10MPa的平板硫化機上進行壓模成型，制備成抗菌止水帶橡膠成品。該抗菌止水帶橡膠的物理性能檢驗結果如下：試驗條件在70×168h測試：拉伸強度保持率為90%，比原來提高了15%，扯斷伸長保持率86%，比原來提高了10%，防霉等級2級，比原來明顯改善。實施例2第一步：配料并合煉膠稱取250公斤的EPDM、150公斤的碳黑N550、65

17、公斤的碳黑N330、4.5公斤的氧化鋅、0.9公斤的硬脂酸、0.8公斤的硫磺和110公斤的石蠟油投入密煉機中，密煉溫度控制在130，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后形成合煉膠；第二步：混煉將合煉膠以及7.0公斤的氧化鋅、1.0公斤的石蠟、2.0公斤的硬脂酸、0.9公斤的硫磺、7.5公斤的納米抗菌劑、3.5公斤的促進劑M、4.2公斤的促進劑CZ、1.6公斤的促進劑TRA、0.9公斤的促進劑BZ、1.5公斤的促進劑TMTD、4.0公斤的防老劑RD再次投入密煉機中，密煉溫度為95，在料倉中搗勻時間為3min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通

18、3次，薄通輥距調整為0.7mm，然后下片，下片厚度為8mm，待無氣泡再下片，并取檢驗試片做性能測試，待檢驗合格后進行硫化。第三步：半成品物理性能測試結果 項目試驗編號硫化條件拉伸強度MPa扯斷伸長率 %硬度 邵爾A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.916.214.3592596575616462老化后14.715.914.0517589548636364175×7min老化前16.217.015.5583617572626061老化后14.816.014.0505537483656265171×9min老化前15.716.415.05

19、65595520606061老化后14.415.113.6531520475626263自然空氣中（放置2個月，目測）1#略有噴出物，2#良好，3#噴出明顯通過以上測試結果可以看出：2#配方為最佳配比，硫化條件為175×7min。第四步：橡膠制品的硫化將混煉合格的膠料裝入模腔內，溫度175，時間7min,壓力15MPa的平板硫化機上進行壓模成型，制備成抗菌止水帶橡膠成品。該抗菌止水帶橡膠的物理性能檢驗結果如下：試驗條件在70×168h測試：拉伸強度保持率為91%，比原來提高了16%，扯斷伸長保持率88%，比原來提高了12%，防霉等級2級，比原來明顯改善。實施例3第一步：配料

20、并合煉膠稱取250公斤的EPDM、160公斤的碳黑N550、72公斤的碳黑N330、48.公斤的氧化鋅、0.85公斤的硬脂酸、0.7公斤的硫磺和120公斤的石蠟油投入密煉機中，密煉溫度控制在135，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后形成合煉膠；第二步：混煉將合煉膠以及8.0公斤的氧化鋅、1.3公斤的石蠟、1.8公斤的硬脂酸、0.6公斤的硫磺、6.0公斤的納米抗菌劑、2.5公斤的促進劑M、4.3公斤的促進劑CZ、2.0公斤的促進劑TRA、1.2公斤的促進劑BZ、1.0公斤的促進劑TMTD、3.8公斤的防老劑RD再次投入密煉機中，密煉溫度為100，在料倉中搗

21、勻時間為3min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通3次，薄通輥距調整為0.8mm，然后下片，下片厚度為10mm，待無氣泡再下片，并取檢驗試片做性能測試，待檢驗合格后進行硫化。第三步：半成品物理性能測試結果 項目試驗編號硫化條件拉伸強度MPa扯斷伸長率 %硬度 邵爾A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.616.414.1591599585626260老化后14.515.913.9532593545656465175×7min老化前16.417.015.7589620573616062老化后14.816.013.7510545481

22、646365171×9min老化前16.016.215.1565585517606162老化后15.014.913.2532520465626163自然空氣中（放置2個月，目測）1#略有噴出物，2#良好，3#噴出明顯通過以上測試結果可以看出：2#配方為最佳配比，硫化條件為175×7min。第四步：橡膠制品的硫化將混煉合格的膠料裝入模腔內，溫度175，時間7min,壓力12MPa的平板硫化機上進行壓模成型，制備成抗菌止水帶橡膠成品。該抗菌止水帶橡膠的物理性能檢驗結果如下：試驗條件在70×168h測試：拉伸強度保持率為92%，比原來提高了17%，扯斷伸長保持率88，比

23、原來提高了12%，防霉等級2級，比原來明顯改善。實施例4第一步：配料并合煉膠稱取250公斤的EPDM、145公斤的碳黑N550、68公斤的碳黑N330、4.0公斤的氧化鋅、1.0公斤的硬脂酸、0.6公斤的硫磺和125公斤的石蠟油投入密煉機中，密煉溫度控制在140，然后打開上頂栓，開啟翻轉料倉，將混合料翻出，轉入開煉機薄通打卷，停放冷卻后形成合煉膠；第二步：混煉將合煉膠以及6.0公斤的氧化鋅、1.5公斤的石蠟、1.65公斤的硬脂酸、0.7公斤的硫磺、7.0公斤的納米抗菌劑、2.8公斤的促進劑M、4.5公斤的促進劑CZ、1.5公斤的促進劑TRA、1.05公斤的促進劑BZ、1.1公斤的促進劑TMTD

24、、4.0公斤的防老劑RD再次投入密煉機中，密煉溫度為95，在料倉中搗勻時間為4min,將混煉好的膠料翻出料倉加入到開煉機包輥搗勻后，薄通3次，薄通輥距調整為0.6mm，然后下片，下片厚度為7mm，待無氣泡再下片，并取檢驗試片做性能測試，待檢驗合格后進行硫化。第三步：半成品物理性能測試結果 項目試驗編號硫化條件拉伸強度MPa扯斷伸長率 %硬度 邵爾A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.916.214.1589597582626060老化后15.015.813.7520590545646363175×7min老化前16.217.015.9590620

25、576636161老化后14.516.013.9512535480656463171×9min老化前15.916.315.3565590517606060老化后14.815.013.2535510463626163自然空氣中（放置2個月，目測）1#略有噴出物，2#良好，3#噴出明顯通過以上測試結果可以看出：2#配方為最佳配比，硫化條件為175×7min。第四步：橡膠制品的硫化將混煉合格的膠料裝入模腔內，溫度175，時間8min,壓力12MPa的平板硫化機上進行壓模成型，制備成抗菌止水帶橡膠成品。該抗菌止水帶橡膠的物理性能檢驗結果如下：試驗條件在70×168h測試：

26、拉伸強度保持率為91%，比原來提高了16%，扯斷伸長保持率85%，比原來提高了近10%，防霉等級2級，比原來明顯改善。本發明所提供的抗菌止水橡膠，與現有的技術相比具有以下優點：耐老化性能大大提高，從試驗結果可以看出，延緩了霉菌對材料的腐蝕，從而使橡膠分子鏈在較寬的自然環境范圍下，仍然保持橡膠材料的柔順性、較高的抗張強度和彈性，從而提高了產品的耐久性。制備成抗菌防霉盾構管片彈性密封墊的實施例58實施例5第一、二、三步同實施例1第四步、將混煉的膠料裝入模腔內，溫度178，時間7min,壓力15MPa的平板硫化機上進行壓模成型，即制備成抗菌防霉盾構管片彈性密封墊成品。上述抗菌防霉盾構管片彈性密封墊的

27、物理性能檢驗結果如下：試驗條件在70×168h測試：拉伸強度保持率為89%，比原來提高了近15%，扯斷伸長保持率85%，比原來提高了近10%，防霉等級2級，比原來明顯改善。實施例6第一、二、三步同實施例2第四步、將混煉的膠料裝入模腔內，溫度180，時間6.5min,壓力12MPa的平板硫化機上進行壓模成型，即制備成抗菌防霉盾構管片彈性密封墊成品。上述抗菌防霉盾構管片彈性密封墊的物理性能檢驗結果如下：試驗條件在70×168h測試：拉伸強度保持率為88%，比原來提高了13%，扯斷伸長保持率85%，比原來提高了9%，防霉等級2級，比原來明顯改善。實施例7第一、二、三步同實施例3第四步、將混煉的膠料裝入模腔內，溫度175±5，時間7.5min,壓力10MPa的平板硫化機上進行壓模成型，即制備成抗菌防霉盾構管片彈性密封墊成品。上述抗菌防霉盾構管片彈性密封墊的物理性能檢驗結果如下：試驗